Ergebnisse aus Refraktionsmessungen senkrecht zur Achse eines Theta-Pinch-Plasmas

Dippel, K. H.

Book/Report

FZJ-2017-03985

Ergebnisse aus Refraktionsmessungen senkrecht zur Achse eines Theta-Pinch-Plasmas

Dippel, K. H. (Corresponding author)FZJ*

1967
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 493, 84 p. (1967)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/14619

Report No.: Juel-0493-PP

Abstract: Es wird in dieser Arbeit über Untersuchungen berichtet, die mit einem Interferenzrefraktometer an einem Wasserstoffplasma hoher Temperatur (T$_{max}$ >10$^{6}$ °K) und hoher Dichte (n$_{max}$ >10$^{17}$ cm$^{-3}$), erzeugt in einer Theta-Pinch-Apparatur, ausgeführt wurden. Im Gegensatz zu den bisher an Theta-Pinch-Plasmen vorgenommenen Refraktionsmessungen durchsetzte der Meßstrahl des Refraktometers das Plasma nicht parallel zur Achse der Plasmasäule,sondern senkrecht dazu. Um diese Messungen ausführen zu können, war neben der Entwicklung einer Lichtquelle, die eine Zeitauflösung in den Interferogrammen von ca. 10$^{-8}$ sec erlaubt, eine Steigerung der Meßempfindlichkeit erforderlich. Erreicht werden konnte eine Genauigkeit in der Bestimmung der Verschiebung h des Interferenzstreifensystems von $\Delta$h = $\pm \frac{2}{100}$ Streifenbreite. Auch ohne Rotationssymmetrie der Plasmasäule ist über Messungen senkrecht zur Achse eine genaue Bestimmung der Liniendichte möglich, die Aufschluß gibt über die axialen Teilchenverluste. Die Auswertung der Interferogramme mit engem zeitlichen Abstand zeigt in der Anfangsphase der Entladung starke axiale Massenbewegungen auf, die wahrscheinlich durch die Magnetfeldinhomogenitäten an den Enden der Plasmasäule ausgelöst werden. Bei rotationssymmetrischer Struktur der Plasmasäule ergeben sich über die Lösung der Abel-Integralgleichung Elektronendichteverteilungen mit einer räumlichen Auflösung von ungefähr 0,5 mm. In der Anfangsphase der Entladung treten insbesondere mit zusätzlich überlagertem Magnetfeld Dichtestrukturen mit einer ausgeprägten Gliederung auf, die von Messungen parallel zur Achse nur schwach angedeutet wird; zu späterenZeiten sind die Dichteprofile aus Messungen parallel und senkrecht zur Achse einander ähnlich. Die aus den Refraktionsmessungen senkrecht zur Achse derPlasmasäule hervorgehenden Linien- und Elektronendichten wurden mit Werten aus zwei anderen Meßverfahren verglichen: Der Vergleich der refraktometrisch bestimmten Liniendichte mit der Liniendichte aus der Frequenz der radialen Oszillationen der Plasmasäule ergab eine befriedigende Übereinstimmung. In der Anfangsphase auftretende Abweichungen sind auf die axialen Bewegungen in der Plasmasäule zurückzuführen; geringere Abweichungen zu späteren Zeiten der Entladung werden vermutlich durch die veränderte Dichteverteilung verursacht. Die refraktometrisch bestimmten Elektronendichten wurden mit den Dichten verglichen, die sich aus der absolut gemessenen Intensität des von der Plasmasäule im sichtbaren Spektralbereich emittierten Kontinuums ergeben. Es treten bei größenordnungsmäßiger Übereinstimmung Abweichungen auf, die außerhalb der Meßfehlergrenzen liegen. Die Untersuchung der möglichen Ursachen führt zu dem Ergebnis, daß die Abweichungen durch die Auswirkung von Mehrfachstößen auf den Emissionskoeffizienten des Bremsstrahlungskontinuums hervorgerufen seinkönnten.

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